西大和学園中学校2024年東京・東海会場算数第2問(解答・解説)
(1)(2)
各位に〇(1のことです)を配ると考えます。
1桁・・・1個あります。
2桁・・・まず、各位に〇を1個ずつ配り、その後、残りの〇6個を各位に配ります。〇6個と/1個を並べると考えると、7個あることがわかります。 ←例えば、●〇/●〇〇〇〇〇(●初めに配置したもの)であれば、26となります。
3桁・・・まず、各位に〇を1個ずつ配り、その後、残りの〇5個を各位に配ります。〇5個と/2個を並べると考えると、(7×6)/(2×1)=21個あることがわかります。 ←例えば、●〇〇/●〇〇〇/●であれば、341となります。
4桁・・・まず、各位に〇を1個ずつ配り、その後、残りの〇4個を各位に配ります。〇4個と/3個を並べると考えると、(7×6×5)/(3×2×1)=35個あることがわかります。
1桁の場合に「まず、一の位に〇を1個配り、その後、残りの〇7個を一の位に配ります。〇7個と/0個を並べると考える」とすることができますね。
桁が増えるごとに〇が1個減り、/が1個増えるので、5桁以降は、〇3個と/4個、〇2個と/5個、〇1個と/6個、〇0個と/7個となることが分かりますね。
〇の個数と/の個数が入れ替わっても場合の数は同じなので、(2)の答えは
(1+7+21+35)×2
=128個
となります。
なお、(1)の答えは1+7+21=29個となります。
(3)
4桁の数の各位に〇8個を配ると考えます。
〇8個と/3個を並べると考えると、(3)の答えは
(11×10×9)/(3×2×1)
=165個
となります。
(4)
(前半について)
2024が#の何番目に現れるか求める問題です。
#の中に現れる2024以下の数の個数を求めればいいですね。
0□□□(3桁以下の整数)・・・百の位、十の位、一の位の各位に〇8個を配ります。〇8個と/2個を並べると考えると、(10×9)/(2×1)=45個あることがわかります。
1□□□・・・百の位、十の位、一の位の各位に〇7個を配ります。〇7個と/2個を並べると考えると、(9×8)/(2×1)=36個あることがわかります。
2□□□・・・20□□を考えればよく、下2桁は06、15、24となり、3個あることがわかります。
したがって、[あ]に入る数は45+36+3=84となります。
(後半について)
#の288番目の数を求める問題です。
4桁以下の数は、(3)より165個あります。
5桁について考えます。
1□□□□・・・千の位、百の位、十の位、一の位の各位に〇7個を配ります。〇7個と/3個を並べると考えると、(10×9×8)/(3×2×1)=120個あることがわかります。
あと288−165−120=3個だから、書き出せばいいですね。
2□□□□・・・200□□を考えればよく、下2桁は先ほどと同様06、15、24となります。
したがって、[い]に入る数は20024となります。
(5)、(6)
♭の中の2024以下の数の個数を求めることになります。
ちょうど2個の数が何になるかと桁数が何桁となるかで分類します。
(あ)0がちょうど2個の場合
1桁・・・×
2桁・・・×
3桁・・・0、0以外の残りの数は8となり、800の1個だけですね。
4桁・・・0、0以外の残りの2数は(1,7)、(2,6)、(3,5)、(4,4)となりますが、(3,5)と(4,4)の場合はありません。(1,7)の場合は、1□□□の下3桁に0、0、7を並べることになりますが、3個あります。(2,6)の場合は、2□□□の下3桁に0、0、6を並べることになりますが、2006の1個だけあります。
この場合は、1+3+1=5個あります。
(い)1がちょうど2個の場合
1桁・・・×
2桁・・・×
3桁・・・1、1以外の残りの数は6となり、6がどの位になるかで3個ありますね。
4桁・・・1、1以外の残りの2数は(0,6)、(2,4)、(3,3)となります。(0,6)の場合は、1□□□の下3桁に1、0、6を並べることになりますが、3×2×1=6個あります。(2,4)の場合は、1□□□の下3桁に1、2、4を並べる場合が、3×2×1=6個ありますが、2□□□の下3桁に1、1、6を並べる場合はありません。(3,3)の場合は、1□□□の下3桁に1、3、3を並べることになりますが、3個あります。
この場合は、3+6+6+3=18個あり、これが(5)の答えとなります。
(う)2がちょうど2個の場合
1桁・・・×
2桁・・・×
3桁・・・2、2以外の残りの数は4となり、4がどの位になるかで3個ありますね。
4桁・・・2、2以外の残りの2数は(0,4)、(1,3)となります。(0,4)の場合は、2024の1個だけあります。(1,3)の場合は、1□□□の下3桁に1、3、3を並べることになりますが、3個あります。br>
この場合は、3+1+3=7個あります。
(え)3がちょうど2個の場合
1桁・・・×
2桁・・・×
3桁・・・3、3以外の残りの数は2となり、2がどの位になるかで3個ありますね。
4桁・・・3、3以外の残りの2数は(0,2)、(1,1)となりますが、(0,2)の場合はありません。また、(1,1)の場合は、1がちょうど2個ある場合でカウント済みですね。 ←問題文の例にある3311がミスを防ぐためのヒントになっていますね。
この場合は、3個あります。
(お)4がちょうど2個の場合
1桁・・・×
2桁・・・44の1個あります。
3桁・・・4、4以外の残りの数は0となり、0がどの位になるかで2個ありますね。
4桁・・・4、4以外の残りの2数は(0,0)となりますが、0がちょうど2個ある場合で検討済みですね。
この場合は、1+2=3個あります。
(あ)〜(お)より
5+18+7+3+3
=36
が(6)の答えとなります。